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随着差动式硅电容传感器广泛应用于各行各业中,对差动电容信号的检测至关重要。文中提出基于CAV424电容检测芯片作为前置检测单元,实现了电容压力传感器测量电路。该电路具有稳定性好,抗干扰性强,且通过非线性补偿有良好的线性。实验结果表明,实际电路与理论分析具有良好的一致性。
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CAV424实现电容压力传感器测量电路设计实现电容压力传感器测量电路设计
随着差动式硅电容传感器广泛应用于各行各业中,对差动电容信号的检测至关重要。文中提出基于CAV424电容
检测芯片作为前置检测单元,实现了电容压力传感器测量电路。该电路具有稳定性好,抗干扰性强,且通过非
线性补偿有良好的线性。实验结果表明,实际电路与理论分析具有良好的一致性。
随着差动式硅电容传感器广泛应用于各行各业中,对差动电容信号的检测至关重要。文中提出基于CAV424电容传感器测
量电路。该电路具有稳定性好,抗干扰性强,且通过非线性补偿有良好的线性。实验结果表明,实际电路与理论分析具有良好
的一致性。
引言
差动电容式压力传感器的输出差动电容信号通常都非常微弱,因此,如何将微小电容变化量检测及转换为后续电路容易处
理的信号至关重要。文中将采用一款电容专用检测转换芯片CAV424作为调理电路的核心部件。实验表明该电路稳定性高,功
耗低,且非线性度在02%~01%,非常适合使用干电池供电的仪表仪器。
1CAV424工作原理
1.1测量原理
CAV424是专门用于电容检测转换的集成芯片,其工作原理图及外围
图1CAV424工作原理图及外围连接图
由图1可知,通过电容Cosc调整参考振荡器的频率来驱动2个构造对称的积分器并使它们在时间和相位上同步。2个被控制
的积分器的振幅分别由电容CX1和CX2来决定,这里CX1作参考电容,CX2作为测量电容。由于积分器具有很高的共模抑制比
和分辨率,所以2个振幅的差值所提供的信号就反映出2个电容CX1和CX2的差值。这个电压差值通过后面的有源滤波器滤波为
直流电源信号(整流效应),然后送到可调的放大器,调整RL1和RL2的值,可得到所需要的输出电压值。如果2个电容CX1和
CX2值相同,那么经过整流和滤波得到的一个直流电压信号就是零。如果测量CX2电容改变了△CX2,那么得到的输出电压与之
是成正比的。如果2个电容CX1和CX2值不相同,那么当CX2=0时,在输出端得到的是一个偏置值,它始终是叠加在直流电压
信号上的。
1.2测量输出
根据CAV424工作原理及外围电路连接图,可得测量输出表达式:
这里取ICX1=ICX2=IC,所以输出表达式(1)可简化为:
式中:
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